Gammastraaluitbarstingen zijn krachtige energie-explosies die wetenschappers waarnemen in verre sterrenstelsels. NASA beschrijft deze gebeurtenissen als de krachtigste klasse van explosies die we in het universum kennen, en ze worden voornamelijk waargenomen in verband met stervende sterren en de daaruit voortvloeiende supernova-explosies. In 2022 ontdekten onderzoekers de helderste gammaflits ooit gemeten en noemden deze GRB 221009A. En een nieuwe studie bevestigde dat deze ongekende uitbarsting van elektromagnetische energie werd veroorzaakt door de ineenstorting van een ster die in een supernova veranderde.
Hoewel de studie enkele van de mysteries onthulde die verband hielden met deze gebeurtenis, de gevolgen GRB-221009A stellen wetenschappers nog steeds voor nieuwe uitdagingen die bestaande supernovatheorieën uitdagen.
De wetenschappers achter de studie bestudeerden GRB 221009A met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop. Dankzij de mogelijkheden van de telescoop kon het team van wetenschappers zich concentreren op het nabij-infrarode deel van het elektromagnetische spectrum, waardoor het mogelijk werd om de bijbehorende supernova duidelijk te detecteren. Deze gebeurtenis was zo extreem dat twee jaar geleden de meeste gammastralingsdetectoren verblind werden.
GRB 221009A werd gedetecteerd op een afstand van 2,4 miljard lichtjaar Aarde, in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter. Het duurde enkele honderden seconden en zond, zoals wetenschappers opmerken, enkele van de meest energierijke fotonen uit die ooit door orbitale gammastralingsdetectoren zijn geregistreerd. Een gebeurtenis van deze omvang vindt eens in de paar duizend jaar plaats, dus een dergelijke zeldzame gelegenheid voor gedetailleerde observatie en studie kon niet worden verwaarloosd.
De helderheid van de gammaflits verduisterde elke mogelijke waarneming van een volgende supernova in de daaropvolgende maanden (net zoals de koplampen van een auto de auto zelf verblinden). Als onderdeel van het onderzoek analyseerden wetenschappers gegevens die zes maanden na de uitbarsting door de Webb-telescoop waren verzameld. De ruimtetelescoop ontdekte tekenen dat de ster in een supernova was veranderd, maar tegelijkertijd bracht de helderheid wetenschappers in verwarring, omdat hij niet aan de verwachtingen voldeed.
Volgens de resultaten verkregen met de Webb-telescoop zag de supernova er "redelijk typisch" uit vergeleken met supernova's die gepaard gaan met minder krachtige gammaflitsen. GRB 221009A zou naar verwachting worden voorafgegaan door een bijzonder hoogenergetische supernova, maar er waren geen gegevens beschikbaar. Nadat het team had bevestigd dat de recordbrekende gammaflits werd veroorzaakt door een supernova, zocht het team naar tekenen van vorming van zware elementen in de instortende ster.
De kosmische oorsprong van zware elementen zoals goud en platina blijft een mysterie in de astronomie. Hoewel bekende bronnen de samensmelting van twee neutronensterren omvatten, kan dit het grote aantal zware atomen in y niet verklaren het heelal. Een andere mogelijkheid is de ineenstorting van een massieve ster, wat zou kunnen leiden tot een ongekende explosie vergelijkbaar met GRB 221009A. Maar na bestudering van de emissie van GRB 221009A vonden onderzoekers geen tekenen van zware elementen. Daarom zoeken astronomen nu naar een verklaring voor de hoogenergetische gammaflits die wordt geproduceerd door een typische supernova, terwijl ze ook andere potentiële bronnen van dichte metalen in het universum onderzoeken.
Ze moeten ook nog uitzoeken hoe een ‘normale’ supernova en een recordbrekende gammaflits door dezelfde ster werden geproduceerd, maar één theorie houdt verband met de vorm en structuur van relativistische jets. Wanneer massieve sterren instorten, ontstaan er stralen van materie. Als deze jets smal zijn, kunnen ze een meer gerichte en helderdere straal creëren.
Lees ook: